Glutationperoxidas

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 21 januari 2016; kontroller kräver 14 redigeringar .
Glutatinperoxidas 1
Notation
Symboler GPX1
Entrez Gene 2876
HGNC 4553
OMIM 138320
RefSeq NM_000581
UniProt P07203
Övriga uppgifter
Kod KF 1.11.1.9
Ställe 3:e åsen , 3p21.3
Information i Wikidata  ?
glutationperoxidas 3 (finns i blodplasma)
Notation
Symboler GPX3
Entrez Gene 2878
HGNC 4555
OMIM 138321
RefSeq NM_002084
UniProt P22352
Övriga uppgifter
Kod KF 1.11.1.9
Ställe 5:e åsen , 5q23
Information i Wikidata  ?
glutationperoxidas 5 (epidermalt, androgenrelaterat protein)
Notation
Symboler GPX5
Entrez Gene 2880
HGNC 4557
OMIM 603435
RefSeq NM_001509
UniProt O75715
Övriga uppgifter
Kod KF 1.11.1.9
Ställe 6:e åsen , 6p21,32
Information i Wikidata  ?
glutationperoxidas 6 (visuellt system)
Notation
Symboler GPX6
Entrez Gene 257202
HGNC 4558
OMIM 607913
RefSeq NM_182701
UniProt P59796
Övriga uppgifter
Kod KF 1.11.1.9
Ställe 6:e åsen , 6p21
Information i Wikidata  ?

Glutationperoxidase (GP, engelska Glutathione  peroxidase , PDB 1GP1 , ( EC 1.11.1.9 Arkivkopia daterad 26 maj 2011 på Wayback Machine ) är en familj av enzymer som skyddar kroppen från oxidativ skada. Glutationperoxidas katalyserar minskningen av hydroperoxider . till motsvarande alkoholer och reduktion av väteperoxid till vatten.Flera gener är kända som kodar för olika former av glutationperoxidaser, olika i lokalisering i kroppen.Hos däggdjur och människor är en betydande del av enzymerna i denna familj seleninnehållande tetramera proteiner och glykoproteiner , det finns även monomera och non-selenformer [1] .

Isoenzymer

Det finns flera isozymer som kodas av olika gener . Isoenzymer skiljer sig åt i celllokalisering och substratspecificitet . Hos människor urskiljs 8 former av GPx, varav 5 är selenberoende (selen är en del av det aktiva centret) [1] . Glutationperoxidas 1 (GPx1) - tetramer form, är den vanligaste formen av enzymet och finns i cytoplasman i nästan alla däggdjursvävnader , substratet för GPx1 är både väteperoxid och många organiska hydroperoxider. Glutationperoxidas 2 (GPx2) är också ett tetrameriskt enzym och uttrycks i tarmen. De högsta koncentrationerna av detta enzym hittades vid basen av tarmkrypterna. Under embryogenes dominerar uttrycket av genen som kodar för GPx2 i snabbt växande vävnader [1] . GPx3 är ett extracellulärt tetrameriskt enzym och finns huvudsakligen i plasma. [2] Utsöndras i plasma huvudsakligen av njurarna [1] . Glutationperoxidas 4 (GPx4) är ett monomert isoenzym som är av stor betydelse vid metabolismen av lipidhydroperoxider; GPx4 uttrycks också vid lägre nivåer i praktiskt taget alla däggdjursceller. Det finns i form av tre former syntetiserade från samma gen (cytosoliska, mitokondriella former och GPx4-kärnor av spermaceller) [1] . GPx5 är en tetramerisk non-selen GPx som är specifik för bitestikeln (den bildas i epitelet i epididymis huvud) [1] . GPx6 är en tetramer, ett selenoprotein hos människor och ett icke-selenenzym i gnagare; uttrycket av genen för detta enzym har hittats i musembryon och i Bowmans körtlar under luktepitelet [1] .

Glutationperoxidas, isolerat från bovina erytrocyter , har en molekylvikt på cirka 84 kDa.

Reaktion

Ett exempel på en reaktion katalyserad av enzymet glutationperoxidas är reaktionen:

2GSH + H2O2 → GS-SG + 2H2O.

där GSHbetecknar reducerat glutation , och GS-SG är glutationdisulfid .

Enzymet glutationreduktas reducerar ytterligare det oxiderade glutation och fullbordar cykeln:

GS-SG + NADPH + H+ → 2 GSH + NADP+.

Struktur

Hos däggdjur visade sig GPx1 , GPx2 , GPx3 och GPx4 vara seleninnehållande enzymer, medan GPx6 är ett humant selenoprotein med cysteininnehållande homologer i gnagare. GPx1, GPx2 och GPx3 är homotetramera proteiner, medan GPx4 och GPx7 har en monomer struktur [1] . Integriteten hos cellulära och intracellulära membran är starkt beroende av glutationperoxidas . Antioxidantfunktioner av seleninnehållande former av glutationperoxidas är kraftigt ökade på grund av närvaron av selen [3] .

Reaktionsmekanism

Enzymets aktiva centrum innehåller en rest av aminosyran selenocystein . Selenatomen är i -1 oxidationstillstånd och oxideras av hydroperoxid till SeOH. Därefter kombineras SeOH med en glutation (GSH) molekyl, bildar Se-SG, och kombineras sedan med en annan glutation molekyl. I detta fall regenereras Se − och biprodukten GS-SG bildas.

Metoder för att bestämma aktiviteten av glutationperoxidas

Glutationperoxidasaktivitet mäts spektrofotometriskt med flera metoder. En allmänt använd reaktionsblandning är tillsats av glutationreduktas, följt av mätning av omvandlingen av NADPH till NADP [4] . Ett annat tillvägagångssätt är att mäta resterande reducerat glutation (GSH) i reaktion med Ellmans reagens . Baserat på detta finns det flera metoder för att bestämma glutationperoxidasaktivitet, som var och en använder olika hydroperoxider som ett reducerbart substrat, till exempel kumenhydroperoxid [5] , tert-butylhydroperoxid [6] och väteperoxid [7] .

Tiolspecificitet

Det strikta beroendet av glutationperoxidasernas funktion på GSH är inte karakteristiskt för alla isoenzymer i denna familj. GPx1 är ganska starkt specifik för GSH, även om den kan använda gamma-glutamylcystein istället för GSH som tiolsamsubstrat [1] . Det finns bevis för att GPx3 kan använda reducerat homocystein istället för GSH [8] . Även GPx3 reagerar bra med cystein, tioredoxin och glutaredoxin istället för GSH [1] .

Gene knockouts

Möss knockout för Gpx1-genen av glutationperoxidas har en normal fenotyp, normal livslängd. Dessa data indikerar att detta enzym inte är livskritiskt. Men möss som slår ut två kopior av genen utvecklar för tidig grå starr och defekter i proliferationen av accessoriska muskelceller. [2] Emellertid dör GPX4 glutationperoxidase 4 knockoutmöss under tidig embryonal utveckling. [2] Det finns bevis för att minskade nivåer av glutationperoxidas 4 kan öka livslängden hos möss. [9]

Det finns inga data om knockouts av andra gener som kodar för glutationperoxidas.


Upptäckt

Glutationperoxidas upptäcktes 1957 av Gordon Mills. [tio]

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Razygraev A.V., Matrosova M.O., Titovich I.A. Rollen av glutationperoxidaser i endometrievävnad: fakta, hypoteser, utsikter för studie  // Journal of Obstetrics and Women's Diseases. - 2017. - T. 66 , nr 2 . - S. 104-111 . Arkiverad från originalet den 9 december 2018.
  2. 1 2 3 Muller FL, Lustgarten MS, Jang Y., Richardson A., Van Remmen H. Trends in oxidative aging theories  // Free  Radical Biology and Medicine : journal. - 2007. - Augusti ( vol. 43 , nr 4 ). - s. 477-503 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034 . — PMID 17640558 .
  3. Regina Brigelius-Flohé, Leopold Flohé. Selenoproteiner från Glutathione Peroxidase Family   // Selen . - Springer, New York, NY, 2011. - S. 167-180 . - ISBN 9781461410249 , 9781461410256 . - doi : 10.1007/978-1-4614-1025-6_13 . Arkiverad från originalet den 9 december 2018.
  4. D. E. Paglia, W. N. Valentine. Studier om kvantitativ och kvalitativ karakterisering av erytrocytglutationperoxidas  // The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. — 1967-07. - T. 70 , nej. 1 . — S. 158–169 . — ISSN 0022-2143 . Arkiverad från originalet den 11 december 2021.
  5. Jack J. Zakowski, Al L. Tappel. Ett halvautomatiskt system för mätning av glutation i analysen av glutationperoxidas  //  Analytisk biokemi. — 1978-09-01. — Vol. 89 , iss. 2 . — S. 430–436 . — ISSN 0003-2697 . - doi : 10.1016/0003-2697(78)90372-X .
  6. VM Moin. [En enkel och specifik metod för att bestämma glutationperoxidasaktivitet i erytrocyter ] // Laboratornoe Delo. - 1986. - Utgåva. 12 . — S. 724–727 . — ISSN 0023-6748 . Arkiverad från originalet den 11 december 2021.
  7. A.V. Razygraev, A.D. Yushina, I.A. Titovich. Metod för att bestämma aktiviteten av glutationperoxidas i hjärnan hos möss och dess tillämpning i ett farmakologiskt experiment  // Bulletin of experimental biology and medicine. - 2018. - T. 165 , nr 2 . - S. 261-267 . Arkiverad från originalet den 11 december 2021.
  8. Razygraev A.V., Taborskaya K.I., Petrosyan M.A., Tumasova Zh.N. Tiolperoxidasaktiviteter hos råttblodplasma bestämd med väteperoxid och 5,5'-ditiobis(2-nitrobensoesyra)  // Biomedicinsk kemi. - 2016. - T. 62 , nr 4 . - S. 431-438 . — ISSN 10.18097/PBMC20166204431 . Arkiverad från originalet den 9 december 2018.
  9. Ran Q., Liang H., Ikeno Y., et al. Minskning av glutationperoxidas 4 ökar livslängden genom ökad känslighet för apoptos  //  The Journals of Gerontology  : journal. - 2007. - Vol. 62 , nr. 9 . - P. 932-942 . — PMID 17895430 .
  10. MILLS GC Hemoglobinkatabolism. I. Glutationperoxidas, ett erytrocytenzym som skyddar hemoglobin från oxidativ nedbrytning  (engelska)  // Journal of Biological Chemistry  : journal. - 1957. - November ( vol. 229 , nr 1 ). - S. 189-197 . — PMID 13491573 .

Se även